Análise técnica e econômica da produção de biodiesel utilizando óleo de fritura residual em unidade piloto

Abstract

O crescente desenvolvimento econômico e tecnológico associado ao aumento populacional tem provocado uma grande demanda de energia. No Brasil, através do Balanço Energético Nacional divulgado pelo Ministério de Minas e Energia, foi apontado que o setor de transporte foi o maior responsável pelo consumo de energia no país, sendo a maior parte (45,2%) referente ao uso de óleo diesel. Neste cenário, os combustíveis renováveis tornam-se uma alternativa atraente devido aos inúmeros benefícios atribuídos ao seu uso, como degradabilidade, ausência de toxicidade, redução da emissão de poluentes e origem renovável. Assim como em outros países, o Brasil autorizou o uso de misturas mínimas obrigatórias de biodiesel ao diesel. Atualmente, de acordo com a lei federal nº. 11.097/2005, o percentual de mistura mínima é equivalente a 7% e, para o ano de 2016, foi aprovado o aumento para 8%. Entretanto, a maior barreira para produção e utilização de biodiesel em larga escala é o elevado custo operacional. De acordo com a literatura, o custo de aquisição da matéria prima é o mais alto e corresponde entre 70- 85% do custo total de produção. O uso de fontes de triglicerídeos alternativas e menos dispendiosas para produção de biodiesel tem sido amplamente estudada. O óleo residual, proveniente do consumo doméstico e comercial, é uma fonte em potencial devido a sua vasta abundância e baixo valor agregado. Neste contexto, a produção de biodiesel em uma unidade piloto presente na UFRRJ foi estudada a partir da reação de transesterificação homogênea básica. A condição operacional empregada na planta piloto foi previamente determinada a partir de um planejamento experimental, objetivando maior conversão e menor gasto energético e material. Com auxílio de um simulador comercial, SuperPro Designer®, o balanço de massa e energia foi realizado. Com base no mercado nacional e internacional, os preços de materiais, utilidades, consumíveis e custos com operadores foram determinados. Uma análise prévia da produção de 250 kg/batelada de biodiesel, de acordo com as operações unitárias presentes na planta original, apresentou-se inviável economicamente considerando o custo unitário de biodiesel de $0,62/kg. A análise de sensibilidade mostrou que a planta torna-se viável economicamente a partir de um preço de venda do biodiesel igual ou superior a $0,754/kg, 34 centavos acima do valor inicialmente estimado. Simulações da produção de biodiesel na unidade piloto com óleos vegetais de diferentes custos de aquisição foram realizadas. Os resultados mostraram-se insatisfatórios do ponto de vista econômico, ratificando a importância do uso de matérias-primas de baixo valor agregado. Um “scale up” foi feito a partir da unidade piloto e os dados técnicos e econômicos mostraram que o projeto torna-se mais lucrativo partindo da produção de 2.500 kg de óleo residual, apresentando TIR e tempo de retorno de, respectivamente, 116,9% e 1 ano. A produção de biodiesel na unidade piloto foi realizada e o biodiesel produzido foi analisado e comparado quanto às especificações da ANP. Os valores de viscosidade cinemática, massa específica, ponto de fulgor, índice de iodo, corrosividade ao cobre e aspecto atenderam os limites preconizados pela ANP.